【正文】 傳 送 內(nèi) 容 CA 傳 送 時 鐘 CK 傳 送 使 能CE 晶體振蕩器輸入端 晶體振蕩器輸入端 鎖相環(huán)電源正極 BH1415F芯片 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 (2) 芯片參數(shù)說明 BH1415F 芯片各個引腳參數(shù)如表 1 所示。這里先對 BH1415 芯片引腳作個說明，其次對內(nèi)部電路進行簡要分析。 4） 采用了 MCU 數(shù)據(jù)直接頻率設(shè)定，可設(shè)定 70120MHz 頻率，使用上非常方便。 2）導(dǎo)頻方式的立體聲調(diào)制電路。 轉(zhuǎn)換 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 劃分，分別 由 可 提高信噪比（ S/N）的預(yù)加重電路、防止信號過調(diào)的限幅電路、控制輸入信號頻率的低通濾波電路（ LPF）、產(chǎn)生立體聲復(fù)合信號的立體聲調(diào)制電路、 負責(zé) 調(diào)頻發(fā)射的鎖相環(huán)電路（ PLL）組成。該芯片 集成電路 按照模塊和功能發(fā)射數(shù)據(jù) Ref PFD CP/LPF 247。 BH1415 芯片 芯片簡介 BH1415F 是一款由 ROHM 公司推出的無線 可調(diào)頻 音頻傳輸集成芯片，該芯片可以通過單片機向時序電路送入控制字符來控制它的工作頻率 。由鎖相環(huán)提供的固有的窄帶濾波器取代了外部帶通濾波器，該體系只適用于恒定包絡(luò)調(diào)制方案，由于需要兩個本振，因此增加了額外的硬件。鎖相環(huán)用來把中頻信號上變頻到射頻，同時通過固有的環(huán)路作用，降低了輸出信號的濾波要求。該體系的最大缺點是開路的壓控振蕩器會產(chǎn)生偏移，導(dǎo)致輸出頻率發(fā)生偏差，同時該體系結(jié)構(gòu)也存在注入牽引現(xiàn)象，這就要求壓控振蕩器和 PA 之間需要高度的隔離。 優(yōu)缺點 ：該體系的優(yōu)點是集成度高而且功耗低。 45176。首先，壓控振蕩器由鎖相環(huán)操作，發(fā)射數(shù)據(jù) Ref PFD CP/LPF 247。在鎖定狀態(tài)下，如果鎖相環(huán)具有輸入頻率 F??????和反饋分頻器，那么輸出頻率 Fout為 F?????? = ??F?????? 式 () 式中 N 為分頻器的分頻比，為了獲得上變頻調(diào)頻信號，可以對 F??????進行調(diào)制，或者讓分頻比 N 隨著發(fā)射數(shù)據(jù)變化。對于壓控振蕩器混頻器后面的低通濾波器 的選擇，應(yīng)該避免發(fā)射影響發(fā)射信號的質(zhì)量。 轉(zhuǎn)換 PA 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 圖 偏移壓控振蕩器的直接 調(diào)制 發(fā)射機體系 體系優(yōu)缺點：除了沒有本振注入牽引的影響外，該方法具有與直接調(diào)制相同的優(yōu)點。在這種結(jié)構(gòu)中，本振頻率是通過混頻并且濾波兩個較低頻率得到的。 偏移壓控振蕩器的直接調(diào)制發(fā)射機體系結(jié)構(gòu) 對兩個本振進行混頻可以 減少 本振牽引 的影響。 與間接調(diào)制比較，該體系結(jié)構(gòu)使用 的硬件 更少 ，但是工作在射頻頻率上的兩個混頻器需要消耗很大的電流； 并且 在高頻 時很難獲得精確的正交相移。由于可以實現(xiàn)主動鏡像干擾抑制，所以該體系結(jié)構(gòu)可以達到一個很高的集成度。 轉(zhuǎn)換 LPF 混頻 sin??02 濾波器 PA 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖 直接調(diào)制發(fā)射機體系結(jié)構(gòu) 工作原理：在該體系中，基帶信號在同一級中實現(xiàn)調(diào)制信號和上變頻。 直接調(diào)制發(fā)射機體系結(jié)構(gòu) 直接調(diào)制發(fā)射機體系結(jié)構(gòu)如圖 所示，基帶信號在同一級中實現(xiàn)調(diào)制和上變頻。（本振牽引是指輸出和振蕩器都在高頻率時本振頻率受強 PA 信號控制）盡管這種方法得到了廣泛的應(yīng)用，但是目前集成電路芯片上還不能集成外部帶通濾波器，還有，使用這種方法需要兩個低相位噪聲鎖相環(huán)，片內(nèi)濾波并不能提供充分的毛刺抑制，并且提高了功率放大的線性要求。由于在中頻（幾百赫茲）實現(xiàn)了正交調(diào)制，所以可以獲得 I 和 Q 信號的完美匹配，同時消耗的電流又很少，為了滿足頻譜防護的要求，可以經(jīng)過兩次濾波對毛刺和發(fā)射噪聲進行抑制。由于第二個變頻器產(chǎn)生了 2 個邊帶，所以混頻器后面的濾波器又可以消除掉產(chǎn)生的不需要的邊帶和其他毛刺，最終經(jīng)過放大并且發(fā)射。 間接 調(diào)制 發(fā)射機體系結(jié)構(gòu) 間接調(diào)制發(fā)射機體系如圖 所示，它可以完成相應(yīng)頻率的上變頻處理。恒定包絡(luò)具有恒定的已調(diào)信號振幅需要非線性功率放大器進行放大；可變包絡(luò)信號、振幅以及相位都在變化，需要線性功率放大器進行放大；常見的如高斯濾波頻移鍵控 (GFSK)調(diào)制屬于恒定包絡(luò)調(diào)制，正交相移鍵控 (QPSK)調(diào)制屬于可變包絡(luò)調(diào)制 。發(fā)射機發(fā)射信號最重要的模塊是調(diào)制電路模塊，它把基帶信號上變頻到載波頻率 ????時需要充 分的功率放大，而且不能產(chǎn)生鄰近信道干擾和失真，這就要求我們在不同的方案之間進行選擇。 發(fā)射機的工作流程如圖 所示： 圖 發(fā)射機的組成 其工作原理可以簡述為：振蕩器產(chǎn)生一定頻率的最初高頻振蕩 信號 ，其功率一般很小；倍頻器主要提高發(fā)射機的頻率以及擴展發(fā)射機的波段范圍，使其頻率倍增到載波頻率上；中間放大器的主要作用就是將 微弱 的等幅振蕩信號功率加以放大 ，以提供給輸出功率放大器所以的激勵，通常由若干級放大器構(gòu)成；輸出放大器的主要作用就是在激勵信號的頻率上，產(chǎn)生足夠的高頻功率，送給天線或者傳輸設(shè)備。收發(fā)系統(tǒng)獨立工作，又相互影響，例如：發(fā)射機噪聲的升高會引起接收機靈敏度的下降。 ???? = 傳錯碼元個數(shù)傳輸碼元總個數(shù) 式 () ② 誤比特率 誤比特率指的是傳錯信息的比特數(shù)與所傳送信息的總比特數(shù)之比。主要用誤碼率 ????和誤比特率 ????來衡量。 ρ = ?????? 式 () B 為信道帶寬。 ③ 系統(tǒng)頻帶利用率 ρ 比較兩個系統(tǒng)時，單看傳輸速率是不行的，因為不同系統(tǒng)可能具有不同的帶寬，即具有不同的有效性，故引入頻帶利用率這一指標(biāo)。 R?? = ?????? 式 () 其中， M 為進制。 (1) 通信系統(tǒng)的 有效性 ① 碼元傳輸速率 R?? 碼元傳輸速率又稱為傳碼率或波特率，是指單位時間內(nèi)傳輸?shù)拇a元個數(shù)，單位為Baud。有效性是通信系統(tǒng)速度的象征，可靠性是通信系統(tǒng)質(zhì)量的象征 。 通信系統(tǒng)的主要 性能指標(biāo) 對于通信系統(tǒng)的評價，往往要從多個方面進行分析，包括信息傳輸?shù)?有效性、可靠蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 性、標(biāo)準型、經(jīng)濟性、適應(yīng)性和使用維修方便性等。 (6).與模擬通信系統(tǒng)相比，數(shù)字通信系統(tǒng)可以傳輸更多的信息。 (3).數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，可以通過最新的計算機技術(shù)控制信號的傳輸，提高了通信的效率和可靠性，實現(xiàn)了通信的自動化和智能化 (4).數(shù)字通信系統(tǒng)可以通過簡單的邏輯電路處理，從而具有良好的保密性。只要數(shù)字信號未失去被判別能力，中繼系統(tǒng)會依據(jù)協(xié)議對數(shù)字信號進行重定位，從而去除傳輸過程中產(chǎn)生的噪聲和干擾。而 數(shù)字通信相比模擬通信 也 有以下優(yōu)點： (1).抗干擾能力強。 一般的，根據(jù)信道編碼 、信道譯碼以及各部件的工作目的，我們把信道編譯碼、調(diào)制與解調(diào)以及信道這些部件合起來稱為數(shù)字傳輸系統(tǒng)。即數(shù)字傳輸技術(shù)包括頻帶傳輸 技術(shù)和基帶傳輸技術(shù)。解調(diào)是調(diào)制的逆過程。 編碼器輸出的信號（編碼脈沖序列）是數(shù)字基帶信號，可以直接在有線信道中傳輸，這類系統(tǒng)稱為數(shù)字基帶系統(tǒng)， 但是 對于大多數(shù)衛(wèi)星信道、微波信道以及高頻信道，它們具有的共同特性是帶通信 道特性，為了使基帶型信號和帶通型信號相匹配，必需存在調(diào)制和 解調(diào) ， 像 這樣的系統(tǒng)也稱為數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。這些被附加的代碼又被稱為監(jiān)督碼元。信道編碼器位于 通信系統(tǒng)的 發(fā)送端，信道譯碼器位于接收端， 它 們的存在是為了解決數(shù)字通信的可靠性 問題 。 (2).信源譯碼器：信源譯碼器的作用與信源編碼器的 作用 相反。為了提高傳輸?shù)挠行裕档驮?始信號的冗余度，編碼過程還存在著對數(shù)字的壓縮 —— 在保證信號一定 傳輸質(zhì)量 為前提，以更少的數(shù)字脈沖表示原來的信息。信源的編碼一般有 3 個過程，即取樣、量化和編碼。下面分別介紹這兩組編碼器和兩組譯碼器： (1).信源編碼器：信源編碼器的作用是把信源輸出的信號變換成適合于數(shù)字通信系統(tǒng)處理和傳輸?shù)臄?shù)字信號。發(fā)送設(shè)備將信息源產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)化為適合在信道傳輸?shù)碾娦盘枺邮赵O(shè)備則把從信道接受的信號轉(zhuǎn)化為收信者可以識別且 能 完美轉(zhuǎn)化的信號。但是無論是把信號變?yōu)樾畔ⅲ€是把信息變?yōu)樾盘?，這兩種變換總是線性的。 信息源 調(diào)制器 信道 解調(diào)器 模擬終端 噪聲源 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 圖 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 信息源產(chǎn)生和發(fā)出信息信號，若信息原來并非電信號，那么信息源必須將其轉(zhuǎn)化為便于通信系統(tǒng)傳輸?shù)碾娦盘枴? 在無線模擬通信系統(tǒng)中，傳 輸媒介是自由空間，依據(jù)電磁波的波長或者頻率范圍，電磁波在自由空間的傳播方式也不同，且信號傳輸?shù)挠行院涂煽啃砸膊煌虼耸沟猛ㄐ畔到y(tǒng) 的構(gòu)成和工作機理也 有很大的 不同。而在接收端，把高頻電信號進行處理得到基帶信號的過程叫做解調(diào)，相應(yīng)的電路稱之為解調(diào)電路，相應(yīng)的設(shè)備稱之為解調(diào)器，解調(diào)器將得到的基帶信號再傳輸給模擬終端，模擬終端依據(jù)連續(xù)變化電位再得到連續(xù)變化的原始模擬信號。為了解決這一問題，就需要調(diào)制器發(fā)揮作用，調(diào)制器將這種具有較低頻譜分量的信號進行調(diào)制，使其變換為頻率較高而且適合在信道中傳輸?shù)母哳l電信號。 模擬通信系統(tǒng) 模擬通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 所示。 本篇論文主要研究基于BH1415 芯片的調(diào)頻發(fā)射機，并且進行電路的設(shè)計。而科技越來越發(fā)達，便對發(fā)射機的設(shè)計要求也更加嚴密。通常我們把通信系統(tǒng)大體分為 3 部分：由信息源和發(fā)送設(shè)備構(gòu)成的發(fā)送端，也稱為發(fā)射機；傳輸介質(zhì) —— 信道；以及由接受設(shè)備和收信者構(gòu)成的接收端，也稱為接收機。 ⑤ 收信者把接收設(shè)備產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)化為自然信號，如聲音、圖像等。解調(diào)是調(diào)制的反 過程。一般的經(jīng)過信道傳輸?shù)男盘柖继貏e微弱，需要先經(jīng)行放大，再經(jīng)行解調(diào)。信道既能為信號的傳輸提供通路，又會對信號的傳輸造成限制與損耗。信號的放大，則指的是將已調(diào)信號和調(diào)制信號的電壓和功率進行放大和濾波等處理過程，使得信號能夠更好的實現(xiàn)傳輸。它是利用基帶信號去控制載波信號的某一個參數(shù)，讓這個參數(shù)隨著基帶信號的大小而線性變化的處理過程。 通信系統(tǒng)的基本組成 ① 信息源主要作用是將發(fā)信者提供的模擬信號轉(zhuǎn)化為可以通過介質(zhì)傳送的電信號，以方便傳送； ② 發(fā)送設(shè)備主要負責(zé)信號的處理，通俗的講，發(fā)送設(shè)備有兩大任務(wù)，電信號的調(diào)制和電信號的放大。而把這些傳遞消息和發(fā)送消息的設(shè)備統(tǒng)一起來，便構(gòu)成了通信系統(tǒng)，現(xiàn)代通信系統(tǒng)相對傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)，主要在于消息載體的改變，現(xiàn)代通信系統(tǒng)以電信號為主要載體 。 而本文所介紹的調(diào)頻發(fā)射電路的設(shè)計，采用的是無線音頻傳輸集成芯片 BH1415F，其發(fā)射頻率采用 AT89C52 單片機控制，外圍電路配以數(shù)字化液晶模塊 1602 顯示發(fā)射頻率，操作更加直觀方便 ,此電路發(fā)射頻率較為穩(wěn)定，抗干擾能力較強，適合于 將各種音頻信號轉(zhuǎn)化為一定頻率的調(diào)頻信號進行無線發(fā)射。隨著軟件無線電技術(shù)的發(fā)展，基于高速大規(guī)模數(shù)字集成電路的數(shù)字發(fā)射機因其具有載波頻率可調(diào)、頻偏可編程、調(diào)制方式可重組、碼元速率高等優(yōu)點，成為今后發(fā)射機的發(fā)展方向。模擬發(fā)射機用調(diào)制信號控制壓控振蕩器中變?nèi)荻O管結(jié)電容值的變化，從而引起壓控振蕩器振蕩頻率的改變來實現(xiàn)調(diào)頻。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 無線通信系統(tǒng)是由發(fā)射機和接收機兩大部分組成。發(fā)射機按調(diào)制方式可分為模擬發(fā)射機和數(shù)字發(fā)射機兩類。模擬發(fā)射機功能單一、單個系統(tǒng)載波頻率不易改變，無法滿足頻率多變的需求，而且受變?nèi)荻O管特性的限制，模擬發(fā)射機調(diào)制頻偏小。 進入 21 世紀 ,隨著人們物質(zhì)生活的 提高，舒適性、方便性已經(jīng)成為電子產(chǎn)品的重要考慮因素，基于此而設(shè)計的調(diào)頻發(fā)射機就是這樣一個較為人性化的產(chǎn)品 ,這款新型的數(shù)字化調(diào)頻發(fā)射器，它具有將音頻信號轉(zhuǎn)化成為調(diào)頻信號發(fā)射出去的作用 ,具有方便攜帶 ,使用簡單 ,頻率穩(wěn)定、發(fā)射頻率在 至 范圍內(nèi)任意可設(shè)等特點。 關(guān)鍵詞： 數(shù)字發(fā)射機 BH1415F AT89C52 數(shù)字化控制 LCD1602 調(diào)頻發(fā)射 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） II Abstract Wireless munication consists of transmitter and receiver which are based on analog— modulated or digitalmodulated． Traditional analog modulated transmitter is mature which modulates the frequency of VCO by making use of the changeability of diode’s capacitance． The property of diode limits frequencyoffset． With the developing of Highspeed PLD chips and Software Radio． Digital Modulated Transmitter has gradually broken through the limitation of traditional analog transmitter, with the advan